C-bånd erbium-dopet fiber liten signalforsterker

Arbeidsprinsipp

Erbium dopet fiber er kjernekomponenten til PA -forsterkere, som forsterker optiske signaler ved å doping det sjeldne jordelementet erbium (ER) i fiberkjernen. Erbiumioner har en spesiell energinivåstruktur, og når de er begeistret av pumpelys, går de over fra lave energinivåer til høye energinivåer. Når signallyset passerer gjennom en Erbium-dopet fiber, stimuleres høyenergi erbiumioner til å avgi fotoner med samme fase, frekvens og polariseringstilstand som signallys, og derved forbedre intensiteten til signallyset og oppnå forsterkning.

Pumpelys er en lyskilde som gir energi for erbiumioner, typisk ved bruk av halvlederlasere (for eksempel 980nm eller 1480nm bølgelengde -lasere). Etter at pumpelyset kommer inn i den erbiumdopede fiberen, samhandler det med erbiumioner, noe som får dem til å gå over til høye energinivåer. Disse erbiumionene med høy energi genererer fotoner som er identiske med signallyset gjennom stimulert utslipp, og oppnår amplifisering av signallyset. Denne pumpemekanismen gjør det mulig for PA -forsterkere å avgi store optiske signaler uten direkte å konvertere signallyset til elektriske signaler.

For å sikre kvaliteten på det forsterkede signalet, reduserer PA-forsterkere støy ved å optimalisere strukturen til erbium-dopede fibre, velge passende pumpelysbølgelengder og krefter og andre tiltak. Støyfiguren styres ved ≤ 4,5dB for å sikre at forsterkeren opprettholder et godt signal-til-støy-forhold mens du forsterker signalet, og dermed forbedrer signalkvaliteten.

Applikasjonsscenarier

I fiberoptiske kommunikasjonssystemer brukes c-bånd erbium-dopede fiber små signalforsterkere for å kompensere for tap av optiske signaler i fiberoptiske koblinger, noe som forbedrer transmisjonsavstanden og kapasiteten til kommunikasjonssystemet. For eksempel, i ubåtfiberoptiske kabel -kommunikasjonssystemer, kan denne forsterkeren effektivt gjenopprette den svekkede optiske signalstyrken, og sikre kvaliteten og påliteligheten av kommunikasjonen.

I fiberoptiske sensornettverk kan denne forsterkeren forsterke den svake optiske signalutgangen fra sensoren, noe som forbedrer målens nøyaktighet til sensoren. For eksempel i fiberoptiske temperatursensorer kan det forsterke intensitetsendringene av optiske signaler forårsaket av temperaturendringer, noe som sikrer nøyaktigheten av temperaturmåling.

I fiberlasersystemer kan C-bånd erbium-dopede fiber små signalforsterkere brukes til å øke kraften til laserfrø kilder, og dermed oppnå laserutganger med høyere effekt, som kan brukes til applikasjoner som materialbehandling og medisinsk laserbehandling.